刀具控制系统的研究与开发

随着科技的突飞猛进，计算机集成制造(CIMS)成为企业自动化生产的发展方向。CIMS是一种新的制造观念和技术形态，它最突出的特点就是集成，不仅仅是物流的集成，更重要的是信息流的集成。CIMS系统主要包括管理信息系统、质量信息系统、工程信息系统和自动化车间，本论文所研究的刀具控制系统就是自动化车间的一个重要组成部分。 本文对刀具控制系统的硬件结构和实现的功能进行了全面的分析研究，并重点对其控制策略、刀具监控技术、数据库结构等几个关键技术进行了比较全面的探索性研究，并取得了如下的研究成果。 ◆ 刀具静态调度策略研究：对中央刀库的配置给出了合理的建议，不同的优化目标也给出了相应的仓库配置策略。同时，论文还提出了一种在加工中心上实现的快速换刀优化算法，使得刀库中的刀具可以任意布置，节省了传统算法中的寻刀时间。 ◆ 在线刀具动态调度策略研究：在早期的研究成果基础上提出了几种新型算法： (1)将在线刀具动态调度目标函数看作一整数规划问题，介绍了启发式算法在FMS在线刀具动态调度策略研究中的应用，从而解决了采用解析算法带来的计算耗时问题。 (2)求解工序换刀集的高效算法。 (3)对同类刀具的选择采用一种均值优化控制策略，建立其总评价函数，从而在不影响FMS生产效率基础上，有效地提高了刀具的利用率。 ◆ 刀具在线监测的研究：给出了当前流行的几种主要监测手段，详细介绍了它们各自的优缺点以及适应的不同FMS环境。对进行FMS刀具管理系统的总体设计有较高的参考价值。 ◆ 刀具编码的实现：建立了一种柔性编码方法，解决了传统编码系统在描述时出现的多义性问题，代码易于移植，具有可继承性和可扩充性，可以快捷、详尽而又准确地完成信息描述。 ◆ 数据库软件模型的建立：提供了一种刀具管理软件框架结构，可以高效的实现刀具信息库与程序之间的通信。